Un prototype italien rend des modules solaires en silicium flexibles sans verre

Un module solaire de quatre cellules a été placé sur un support incurvé pendant 672 heures, selon un rayon de 150 mm, et a fonctionné en continu dans des conditions de court-circuit. Il a conservé 96,12 % de son rendement initial, selon Paola Jakuza et ses collègues de l’Université de Padoue et de l’Institut des matériaux pour l’électronique et le magnétisme du Conseil national de la recherche italien, ou IMEM-CNR.

Le prototype de l’équipe supprime le verre d’un module solaire en silicium cristallin, ou c-Si. À la place, des cellules commerciales à contacts arrière interdigités de 150 μm — des cellules dont les contacts électriques sont situés à l’arrière — ont été placées dans une structure PET/EVA/c-Si/EVA/PET. Le PET est une couche de plastique flexible ; l’EVA est le matériau d’encapsulation qui entoure les cellules. Ensemble, les couches externes de PET assurent une protection mécanique tout en permettant au module de se plier.

Les chercheurs ont utilisé une lamineuse commerciale à rouleaux chauffants pour reproduire un procédé de production roll-to-roll, en assemblant la structure en un seul passage atmosphérique. Ils ont testé des cellules nues, des modules à cellule unique et des mini-modules de quatre cellules montées en série. Après le laminage, le rendement a diminué d’environ 4,4 % en valeur relative. Jakuza a indiqué que les mesures faisaient principalement ressortir une perte optique due à la réflexion sur la surface avant en PET, plutôt que des fissures électriquement actives ou des dommages causés par le traitement.

Les résultats mécaniques sont mitigés, mais instructifs. Un module à cellule unique n’a présenté aucune fissure lorsqu’il a été plié selon un rayon de 95,4 mm, tandis que son rendement diminuait d’environ 3,4 %, principalement parce que l’éclairement devenait irrégulier. Le module de quatre cellules a conservé 93 % de sa puissance à plat avec un rayon de courbure de 155 mm. L’équipe en déduit un rayon de courbure recommandé supérieur à 200 mm, ainsi que des contraintes en matière de collage et de gestion thermique.

Qu’est-ce que cela change en pratique ? Un module en silicium plus léger et flexible pourrait être envisagé pour des applications photovoltaïques intégrées au bâti où il est difficile d’installer des panneaux rigides en verre, tout en conservant une technologie de cellules mature plutôt qu’en dépendant de cellules nouvellement fabriquées. Les résultats restent au stade du prototype : les chercheurs prévoient d’ajouter des revêtements antireflets et d’intégrer une pâte à braser, ainsi que de mener des essais plus longs de cycles thermiques, de flexions répétées et de durabilité en conditions extérieures avant de pouvoir mieux évaluer la fiabilité de la conception.